خرائط جديدة للزئبق تظهر حفر Icy على كوكب Innermost النظام الشمسي


THE WOODLANDS، Tex.— Mercury هو عالم من التطرف. يمكن أن ترتفع درجة الحرارة في النهار على كوكب أقرب إلى الشمس تصل إلى 400 درجة مئوية بالقرب من خط الاستواء ، حار بما يكفي لإذابة الرصاص. عندما يتحول النهار إلى الليل ، تنخفض درجة حرارة سطح الأرض إلى ما دون -150 درجة مئوية. لكن بعض الأماكن على عطارد أكثر است

THE WOODLANDS، Tex.— Mercury هو عالم من التطرف. يمكن أن ترتفع درجة الحرارة في النهار على كوكب أقرب إلى الشمس تصل إلى 400 درجة مئوية بالقرب من خط الاستواء ، حار بما يكفي لإذابة الرصاص. عندما يتحول النهار إلى الليل ، تنخفض درجة حرارة سطح الأرض إلى ما دون -150 درجة مئوية.

لكن بعض الأماكن على عطارد أكثر استقرارًا بقليل. داخل الفوهات القطبية على كوكب ضئيل هي المناطق التي لا ترى ضوء النهار ، مظللة كما هي من قبل حوافها الفوهة. درجة الحرارة لا تزال باردة طوال يوم الزئبق - وخلال عام الزئبق. والآن تؤكد بيانات جديدة من سفينة الفضاء "ميسنجر" التابعة لوكالة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا) ، والتي قدمت في المؤتمر السنوي للعلوم القمرية والكواكب ، فرضية طويلة الأمد مفادها أن ميركوري قام بسد جيوب من الماء في تلك الفوهات الغامضة ، على الرغم من قرب الشمس.

بدءاً بسلسلة من الملاحظات الرادارية على عطارد قبل عقدين من الزمن ، باستخدام بعض أكبر الأطباق اللاسلكية على الأرض ، كان لدى علماء الكواكب سبب وجيه للشك في أن الفوهات القطبية كانت تحتوي على رواسب جليدية عند السطح أو تحته بقليل. وأظهرت الصور الرادارية للأقطاب ملامح مشرقة بشكل غير عادي ، وهي بقع تعكس الموجات الراديوية أفضل بكثير من التضاريس المحيطة ، مثلما يحدث الجليد. ويتوافق العديد من تلك الخصائص الرادارية الساطعة مع موقع الحفر الكبيرة التي تم تحديدها بواسطة مركبة الفضاء مارينر 10 في السبعينيات. لكن مارينر رأى أقل من نصف الزئبق ، وقد افتقر الباحثون منذ فترة طويلة إلى أطلس شامل للأقطاب لمقارنته مع صور الرادار.

تغير كل هذا بعد وصول MESSENGER لعام 2011 إلى Mercury. MESSENGER (وهو اختصار متجذر إلى حد ما بالنسبة إلى سطح الزئبق ، بيئة الفضاء ، الجيوكيمياء والرنينج) يدور حول الكوكب الأعمق لأكثر من عام واحد ، وقد رسم خريطة سطح عطارد بتفاصيل غير مسبوقة. وكما أوضحت نانسي شابوت من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز في محاضرة بالمؤتمر ، فإن الخرائط MESSENGER جعلت من تطابق جيد مع الصور الرادارية للأقطاب.

وقال شابوت: "هناك علاقة ممتازة بين الخصائص الساطعة للرادار والمواقع المظللة في الفوهات". "جميع المناطق الساطعة بالرادار تقع ضمن بضع بيكسلات من منطقة مظللة على سطح عطارد." وبعبارة أخرى ، تقع رواسب الجليد المفترضة في عدد قليل من المناطق الباردة على عطارد - الأماكن التي يمكن أن يظل الجليد فيها مستقرًا على مدى فترات طويلة من الزمن. وأشارت إلى أن الأدلة المتاحة تظل متسقة مع الوجود المفترض لجليد الماء على عطارد.

الجليد المفترض هو في الأساس موجود في كل مكان في أبرد الفوهات الشمالية ، وهي الأحواض ذات التأثير الكبير في حدود 10 درجات من القطب الشمالي. وقال شابوت: "في هذه المنطقة ، كل فوهة تقريبًا تزيد عن 10 كيلومترات تستضيف رواسب مشرقة ، وهو ما أعتقد أنه مثير للإعجاب."

لكن الفوهات التي تبدو جليدية تغطي أكثر من نصف الكرة الشمالي مما هو متوقع. وقال شابوت: "إن الحفر التي تستضيف سمات رادارية مشرقة تمتد إلى خطوط العرض عند أدنى مستوى يصل إلى 67 درجة شمالًا". "خطوط العرض الدنيا هذه هي بيئة مليئة بالتحديات الحرجة." كما أن البقع الساخنة للرادار تخترق فوهاتها على بعد أقل من 10 كيلومترات ، حيث أن الحرارة التي تشع من حافة الشمعة في الحوض ستجعل درجات حرارة غير صديقة للثلج عبر أرضية فوهة البركان. عند خطوط العرض السفلية أو في الفوهات الصغيرة ، من المرجح أن تتطلب أي رواسب جليدية بطانية عازلة رقيقة ، ربما طبقة من مادة سطحية حبيبية دقيقة ، أو ريجوليث ، لمنعها من التسامي.

في الواقع ، يبدو أن مقياس الارتفاع MESSENGER ، الذي أطلق أكثر من 10 ملايين نبضة ليزر في ميركوري لعمل خرائط تفصيلية لطبوغرافية الأرض ، يؤكد أن بعض الأغطية العازلة للمادة مهما كانت جليدًا قد تبطن الفوهات. في حين أن الرادار يمكن أن يخترق طبقة رقيقة من regolith لترتد من الجليد تحتها ، فإن نبضات الليزر حساسة للانعكاسية على السطح. الجليد هو عاكس جدا في الطول الموجي ليزر 1.06 ميكرون من مقياس الارتفاع الزئبقي بالليزر ، وأوضح غريغوري نيومان من مركز غودارد للطيران الفضائي في وكالة ناسا في حديثه في المؤتمر ، لذلك فإن الجليد المكشوف سيعيد نبضات الليزر بسهولة أكبر من المناطق المحيطة بها. وقال نيومان: "من المدهش أننا نشرنا بعض الوقت أنه لا ، لا نرى ذلك. "في الواقع ، نرى العكس تماماً".

في الفوهات المظللة الدائمة ، حيث أشارت ملاحظات الرادار إلى وجود الجليد ، سجل مقياس الارتفاع بقع داكنة من انعكاس الليزر المتناقص. وقال نيومان: "لا نرى أبداً في هذه المناطق الزيادة الكبيرة في طاقة العودة التي قد تراها إذا كانت باردة جداً لدرجة أن الجليد كان مكشوفاً على السطح". أحد الاحتمالات هو أن رواسب الإشعاع الراداري ، التي يُعتقد على نطاق واسع أنها جليد ، يمكن أن تعلوها مادة مظلمة ، مثل الهيدروكربون ، التي يمكنها تحمل درجات حرارة أعلى إلى حد ما.

تم دعم هذه الفرضية من قبل ديفيد بايج من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس. وحسب هو وزملاؤه درجات الحرارة السطحية والجوفية للمواقع التي تميل فيها ملامح الرادار الساطعة إلى تكوين واستنتاج تركيبة محتملة من الجيوب الجليدية التي تم غلقها بواسطة regolith darkened بواسطة مركبات عضوية. درجات الحرارة الذروية في الفوهات المظللة ، والتي غالبا ما تكون دافئة جدا للثلج المائي المكشوف ، تتشابك جيدا مع الظروف التي تكون فيها الجزيئات العضوية المظلمة مستقرة. ولكن تحت السطح ، فإن درجات الحرارة في الفوهات الرادارية الساطعة تميل إلى أن تكون أكثر برودة ، تحوم بالقرب من -170 درجة مئوية. وهذا هو بالضبط درجة الحرارة التي يتوقع أن يبقى فيها جليد الماء مستقرًا ، على حد قول بيج. وأضاف أن نظرة ميسينجر الجديدة إلى الميزات التي رصدتها الرادارات التي ترتكز على الأرض منذ فترة طويلة ، تظهر "بشكل حاسم إلى حد الآن أنها تتكون في الغالب من جليد ماء مستقر حراريا".